薄组织移植物和柔性电子器件在伤口愈合、再生医学和生物传感等领域有着广泛的应用。根据伊利诺伊大学香槟分校的研究人员及其合作者的研究，一种受到章鱼吸盘启发的新设备可以迅速将脆弱的组织或电子薄片转移到病人体内，从而克服了临床应用的一个关键障碍。
“在过去的几十年里，细胞或组织片越来越多地用于治疗受伤或患病的组织。组织移植手术如角膜移植手术的一个重要方面是手术夹持和软组织的安全移植。然而，处理这些生物物质仍然是一个巨大的挑战，因为它们很脆弱，从培养液中捡起时很容易被弄皱。
孔的研究小组与来自普渡大学、伊利诺斯大学芝加哥分校、韩国中央大学和韩国科学技术高级研究院的合作者在《科学进展》杂志上发表了他们的研究成果。
目前转移薄膜的方法包括在一种温度敏感的软聚合物上生长，这种聚合物一旦转移，就会收缩并释放薄膜。然而，这一过程需要30-60分钟来转移一张纸，需要熟练的技术人员，并且有撕裂或起皱的风险，孔说。
“在手术过程中，外科医生必须将软组织损伤的风险降到最低，并在没有污染的情况下迅速进行移植。此外，转移超薄材料而不产生皱纹或损伤是另一个重要方面。”
为了找到一种能在不破坏细胞或电子元件的情况下迅速拾起并释放这些薄而脆弱的薄片的方法，研究人员从动物王国里寻找灵感。章鱼或乌贼可以用肌肉驱动的吸盘，而不是用粘性的化学粘合剂，通过微小的压力变化来吸附各种形状的干湿物体，这让研究人员有了一个想法。
他们设计了一个由温度敏感的软凝胶层和一个电加热器组成的操纵器。为了拿起一张薄薄的薄片，研究人员将水凝胶轻轻加热，使其收缩，然后将其压在薄片上，然后关闭热源。水凝胶会轻微膨胀，与软组织或柔韧的电子膜产生吸力，因此可以提起和转移。然后，他们轻轻地将薄膜放在目标物上，重新打开加热器，收缩水凝胶，释放薄片。
整个过程大约需要10秒钟。
接下来，研究人员希望将传感器集成到机械手中，以进一步利用他们柔软的仿生设计。
孔说:“例如，通过将压力传感器与机械手集成，它可以监测目标物体在接触过程中的变形，进而调整吸力，使材料保持其结构完整性和功能性。”“通过这样做，我们可以提高处理这些材料的安全性和准确性。此外，我们的目标是检查由软机械手转移的细胞和组织的治疗效果。
美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院、国防部视觉研究计划和通过工程和模拟捐赠的社区健康应用研究项目支持这项工作。
